ระบบอัตโนมัติหมายถึงเทคโนโลยีหลากหลายประเภทที่ช่วยลดการแทรกแซงของมนุษย์ในกระบวนการต่างๆ โดยส่วนใหญ่ผ่านการกำหนดเกณฑ์การตัดสินใจ ความสัมพันธ์ของกระบวนการย่อย และการกระทำที่เกี่ยวข้องล่วงหน้า รวมถึงการนำการกำหนดล่วงหน้าเหล่านั้นไปใช้ในเครื่องจักร[ ^{1 ] [ 2 ] ระบบ}อัตโนมัติได้รับการบรรลุผลสำเร็จด้วยวิธีการต่างๆ เช่นกลไกไฮดรอ ลิก นิ วแมติกไฟฟ้าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ซึ่งมักจะใช้ร่วมกัน ระบบที่ซับซ้อน เช่นโรงงาน สมัยใหม่ เครื่องบิน และ เรือมักใช้เทคนิคเหล่านี้ร่วมกัน ประโยชน์ของระบบอัตโนมัติ ได้แก่ การประหยัดแรงงาน การลดของเสีย การประหยัด ค่า ไฟฟ้าการประหยัดค่าวัสดุ และการปรับปรุงคุณภาพ ความถูกต้อง และความเที่ยงตรง

ระบบอัตโนมัติรวมถึงการใช้อุปกรณ์และระบบควบคุม ต่างๆ เช่นเครื่องจักรกระบวนการในโรงงานหม้อไอน้ำ^{[ 3 ]}และเตาอบความร้อนการสลับเครือข่ายโทรศัพท์การบังคับเลี้ยวการรักษาเสถียรภาพของเรือเครื่องบินและการใช้งานและยานพาหนะ อื่นๆ โดยลดการแทรกแซงของมนุษย์^{[ 4 ]}ตัวอย่างมีตั้งแต่เทอร์โมสตัท ในครัวเรือน ที่ควบคุมหม้อไอน้ำไปจนถึงระบบควบคุมอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่มีการวัดอินพุตและสัญญาณควบคุมเอาต์พุตหลายหมื่นรายการ

ใน วงจรควบคุมอัตโนมัติแบบง่ายที่สุดตัวควบคุมจะเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ของกระบวนการกับค่าที่ตั้งไว้ที่ต้องการ และประมวลผลสัญญาณข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเพื่อเปลี่ยนอินพุตบางอย่างของกระบวนการ ในลักษณะที่กระบวนการยังคงอยู่ที่จุดที่ตั้งไว้แม้จะมีสิ่งรบกวน การควบคุมแบบวงปิดนี้เป็นการประยุกต์ใช้การป้อนกลับเชิงลบกับระบบ พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีการควบคุมเริ่มต้นในศตวรรษที่ 18 และพัฒนาอย่างรวดเร็วในศตวรรษที่ 20 คำว่าอัตโนมัติซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากคำว่าอัตโนมัติ ในยุคก่อนหน้า (มาจากออโตมาตอน ) ไม่ได้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายก่อนปี 1947 เมื่อฟอร์ดก่อตั้งแผนกอัตโนมัติ^{[ 5 ]}ในช่วงเวลานี้เองที่อุตสาหกรรมต่างๆ ได้นำตัวควบคุมแบบป้อนกลับ มาใช้อย่างรวดเร็ว ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1930 ได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างมีนัยสำคัญ^{[ 6 ]}

รายงานการพัฒนาโลกของธนาคารโลกประจำปี2019 แสดงให้เห็นหลักฐานว่าอุตสาหกรรมและงานใหม่ในภาคเทคโนโลยีมีมากกว่าผลกระทบทางเศรษฐกิจจากการที่คนงานถูกแทนที่ด้วยระบบอัตโนมัติ^{[ 7 ]}การสูญเสียงานและการตกต่ำทางสังคมที่ถูกกล่าวโทษว่าเป็นผลมาจากระบบอัตโนมัติ ได้ถูกยกให้เป็นหนึ่งในหลายปัจจัยที่ทำให้ การเมือง ชาตินิยมการคุ้มครอง ทางการ ค้าและประชานิยม กลับมาเฟื่องฟูอีก ครั้งในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และฝรั่งเศส รวมถึงประเทศอื่นๆ นับตั้งแต่ทศวรรษ 2010 เป็นต้นมา^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

ชาวกรีกและชาวอาหรับ (ในช่วงระหว่างประมาณ 300 ปีก่อนคริสตกาลถึงประมาณ 1200 ปีคริสตกาล) ให้ความสำคัญกับการติดตามเวลาอย่างแม่นยำ ในอียิปต์สมัยปโตเลมีประมาณ 270 ปีก่อนคริสตกาลCtesibiusได้อธิบายถึงตัวควบคุมลูกลอยสำหรับนาฬิกาน้ำซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ต่างจากลูกบอลและก๊อกในโถสุขภัณฑ์แบบกดน้ำในปัจจุบัน นี่คือกลไกควบคุมแบบป้อนกลับที่เก่าแก่ที่สุด^{[ 13 ]}การปรากฏตัวของนาฬิกาเชิงกลในศตวรรษที่ 14 ทำให้นาฬิกาน้ำและระบบควบคุมแบบป้อนกลับล้าสมัยไป

พี่น้องBanū Mūsā ชาวเปอร์เซีย ในหนังสืออุปกรณ์อัจฉริยะ ของพวกเขา (ค.ศ. 850) ได้อธิบายถึงระบบควบคุมอัตโนมัติจำนวนหนึ่ง^{[ 14 ]}ระบบควบคุมระดับสองขั้นตอนสำหรับของเหลว ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของระบบควบคุมโครงสร้างตัวแปรแบบ ไม่ต่อเนื่อง ได้ รับการพัฒนาโดยพี่น้อง Banu Musa ^{[ 15 ]}พวกเขายังได้อธิบายถึง ตัว ควบคุมแบบป้อนกลับ อีกด้วย ^{[ 16 ] [ 17 ]}การออกแบบระบบควบคุมแบบป้อนกลับตลอดช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมนั้นทำโดยการลองผิดลองถูก ควบคู่ไปกับสัญชาตญาณทางวิศวกรรมเป็นอย่างมาก จนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 19 จึงมีการวิเคราะห์เสถียรภาพของระบบควบคุมแบบป้อนกลับโดยใช้คณิตศาสตร์ ซึ่งเป็นภาษาที่เป็นทางการของทฤษฎีการควบคุมอัตโนมัติ^{[ 18 ]}

ตัวควบคุมแรงเหวี่ยงถูกประดิษฐ์โดยChristiaan Huygensในศตวรรษที่สิบเจ็ด และใช้เพื่อปรับช่องว่างระหว่างหินโม่^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

การนำ เครื่องจักรขับเคลื่อนด้วย ตนเองมาใช้ในโรงสีข้าว เตาเผา หม้อไอน้ำ และเครื่องยนต์ไอน้ำทำให้เกิดความต้องการระบบควบคุมอัตโนมัติขึ้นใหม่ ซึ่งรวมถึงตัวควบคุมอุณหภูมิ (คิดค้นขึ้นในปี 1624 ดูCornelius Drebbel ) ตัวควบคุมความดัน (1681) ตัวควบคุมแบบลูกลอย (1700) และ อุปกรณ์ ควบคุมความเร็วกลไกควบคุมอีกอย่างหนึ่งถูกนำมาใช้เพื่อกางใบกังหันลม ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Edmund Lee ในปี 1745 ^{[ 22 ]}ในปีเดียวกันนั้นJacques de Vaucansonได้คิดค้นเครื่องทอผ้าอัตโนมัติเครื่องแรกขึ้น ประมาณปี 1800 Joseph Marie Jacquardได้สร้างระบบบัตรเจาะรูเพื่อตั้งโปรแกรมเครื่องทอผ้า^{[ 23 ]}

ในปี ค.ศ. 1771 ริชาร์ด อาร์คไรท์ได้ประดิษฐ์เครื่องปั่นด้ายอัตโนมัติเครื่องแรกที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานน้ำ ซึ่งในขณะนั้นเรียกว่า เครื่องปั่นด้าย พลังน้ำ^{[ 24 ]}โอลิเวอร์ อีแวนส์ได้พัฒนาเครื่องปั่นแป้งอัตโนมัติขึ้นในปี ค.ศ. 1785 ทำให้เป็นกระบวนการอุตสาหกรรมอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์เป็นครั้งแรก^{[ 25 ] [ 26 ]}

ตัวควบคุมแรงเหวี่ยงถูกใช้โดยนายบุนซ์แห่งอังกฤษในปี 1784 เป็นส่วนหนึ่งของเครนไอน้ำจำลอง^{[ 27 ] [ 28 ]}เจมส์ วัตต์นำตัวควบคุมแรงเหวี่ยงมาใช้กับเครื่องยนต์ไอน้ำในปี 1788 หลังจากที่โบลตันหุ้นส่วนของวัตต์เห็นตัวควบคุมดังกล่าวที่โรงสีแป้งที่โบลตันและวัตต์กำลังสร้าง^{[ 22 ]}ตัวควบคุมไม่สามารถรักษาความเร็วที่ตั้งไว้ได้ เครื่องยนต์จะปรับความเร็วคงที่ใหม่ตามการเปลี่ยนแปลงของภาระ ตัวควบคุมสามารถจัดการกับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย เช่น การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากภาระความร้อนที่ผันผวนของหม้อไอน้ำ นอกจากนี้ ยังมีแนวโน้มที่จะเกิดการแกว่งเมื่อใดก็ตามที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ด้วยเหตุนี้ เครื่องยนต์ที่ติดตั้งตัวควบคุมนี้จึงไม่เหมาะสำหรับการทำงานที่ต้องการความเร็วคงที่ เช่น การปั่นฝ้าย^{[ 22 ]}

การปรับปรุงหลายอย่างในตัวควบคุม รวมถึงการปรับปรุงจังหวะการตัดวาล์วในเครื่องยนต์ไอน้ำ ทำให้เครื่องยนต์นี้เหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ก่อนสิ้นสุดศตวรรษที่ 19 ความก้าวหน้าในเครื่องยนต์ไอน้ำนั้นล้ำหน้ากว่าวิทยาศาสตร์มาก ทั้งในด้านอุณหพลศาสตร์และทฤษฎีการควบคุม^{[ 22 ]}ตัวควบคุมได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์ค่อนข้างน้อย จนกระทั่งJames Clerk Maxwellได้ตีพิมพ์บทความที่วางรากฐานทางทฤษฎีสำหรับการทำความเข้าใจทฤษฎีการควบคุม

ตรรกะรีเลย์ถูกนำมาใช้พร้อมกับการใช้ไฟฟ้า ในโรงงาน ซึ่งมีการปรับตัวอย่างรวดเร็วตั้งแต่ปี 1900 ถึงช่วงทศวรรษ 1920 สถานีไฟฟ้ากลางก็มีการเติบโตอย่างรวดเร็วเช่นกัน และการทำงานของหม้อไอน้ำแรงดันสูง กังหันไอน้ำ และสถานีไฟฟ้าย่อยใหม่ ๆ ทำให้เกิดความต้องการเครื่องมือและระบบควบคุมเป็นอย่างมาก ห้องควบคุมส่วนกลางกลายเป็นเรื่องปกติในช่วงทศวรรษ 1920 แต่จนถึงช่วงต้นทศวรรษ 1930 ระบบควบคุมกระบวนการส่วนใหญ่ยังคงเป็นแบบเปิด-ปิด โดยทั่วไปแล้วผู้ปฏิบัติงานจะตรวจสอบแผนภูมิที่วาดโดยเครื่องบันทึกซึ่งแสดงข้อมูลจากเครื่องมือ เพื่อทำการแก้ไข ผู้ปฏิบัติงานจะเปิดหรือปิดวาล์วด้วยตนเอง หรือเปิดหรือปิดสวิตช์ ห้องควบคุมยังใช้ไฟรหัสสีเพื่อส่งสัญญาณไปยังคนงานในโรงงานเพื่อทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่างด้วยตนเอง^{[ 29 ]}

การพัฒนาเครื่องขยายสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงทศวรรษ 1920 ซึ่งมีความสำคัญต่อการโทรทางไกล จำเป็นต้องมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่สูงขึ้น ซึ่งแก้ไขได้ด้วยการยกเลิกสัญญาณรบกวนแบบป้อนกลับเชิงลบ การใช้งานด้านโทรศัพท์นี้และด้านอื่นๆ มีส่วนช่วยในทฤษฎีการควบคุม ในช่วงทศวรรษ 1940 และ 1950 นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันIrmgard Flügge-Lotzได้พัฒนาทฤษฎีการควบคุมอัตโนมัติแบบไม่ต่อเนื่อง ซึ่งมีการนำไปใช้ในทางทหารในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองกับระบบควบคุมการยิงและระบบนำทาง ของเครื่องบิน ^{[ 6 ]}

ตัวควบคุมซึ่งสามารถทำการเปลี่ยนแปลงตามการคำนวณเพื่อตอบสนองต่อการเบี่ยงเบนจากจุดตั้งค่าแทนที่จะเป็นการควบคุมแบบเปิด-ปิด เริ่มมีการนำมาใช้ในช่วงทศวรรษ 1930 ตัวควบคุมช่วยให้การผลิตยังคงแสดงให้เห็นถึงผลผลิตที่เพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยอิทธิพลที่ลดลงของการใช้ไฟฟ้าในโรงงาน^{[ 30 ]}

ผลผลิตของโรงงานเพิ่มขึ้นอย่างมากจากการใช้ไฟฟ้าในช่วงทศวรรษ 1920 การเติบโตของผลผลิตภาคการผลิตของสหรัฐฯ ลดลงจาก 5.2% ต่อปีในช่วงปี 1919–29 เหลือ 2.76% ต่อปีในช่วงปี 1929–41 อเล็กซานเดอร์ ฟิลด์ ตั้งข้อสังเกตว่าการใช้จ่ายในเครื่องมือที่ไม่ใช่ทางการแพทย์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตั้งแต่ปี 1929 ถึง 1933 และยังคงแข็งแกร่งต่อไปหลังจากนั้น^{[ 30 ]}

สงครามโลกครั้งที่หนึ่งและครั้งที่สองได้เห็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านการสื่อสารมวลชนและการประมวลผลสัญญาณความก้าวหน้าสำคัญอื่นๆ ในการควบคุมอัตโนมัติ ได้แก่สมการเชิงอนุพันธ์ทฤษฎีเสถียรภาพและทฤษฎีระบบ (1938) การวิเคราะห์โดเมนความถี่ (1940) การควบคุมเรือ (1950) และการวิเคราะห์เชิงสุ่ม (1941)

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2491 ระบบต่างๆ ที่ใช้ โมดูล ลอจิกดิจิทัลโซลิดสเตท^{[ 31 ] [ 32 ]} สำหรับตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมที่ต่อสายตรง (ซึ่งเป็นรุ่นก่อนหน้าของตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ [PLC]) ได้เกิดขึ้นเพื่อแทนที่ลอจิกรีเลย์แบบอิเล็กโทรแมคคานิกในระบบควบคุมอุตสาหกรรมสำหรับการควบคุมกระบวนการ และระบบอัตโนมัติ รวมถึงระบบ Telefunken / AEG Logistatรุ่นแรกๆ, Siemens Simatic , Philips / Mullard / Valvo Norbit , BBC Sigmatronic , ACEC Logacec , Akkord Estacord , Krone Mibakron, Bistat, Datapac, Norlog, SSR หรือ Procontic ^{[ 31 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

ในปี พ.ศ. 2492 โรงกลั่น Port ArthurของTexacoกลายเป็นโรงงานเคมีแห่งแรกที่ใช้ระบบควบคุมแบบดิจิทัล [ ^{38 ] การ} เปลี่ยนโรงงานไปใช้ระบบควบคุมแบบดิจิทัลเริ่มแพร่หลายอย่างรวดเร็วในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2513 เนื่องจากราคาฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ลดลง

แผงสวิตช์โทรศัพท์อัตโนมัติถูกนำมาใช้ในปี พ.ศ. 2435 พร้อมกับโทรศัพท์แบบหมุนหมายเลข ภายในปี พ.ศ. 2462 ระบบของเบลล์ 31.9% เป็นระบบอัตโนมัติ^{[ 39 ] : 158} เดิมทีการสลับสายโทรศัพท์อัตโนมัติใช้เครื่องขยายเสียงแบบหลอดสุญญากาศและสวิตช์แบบอิเล็กโทรแมคคานิกส์ ซึ่งใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก ปริมาณการโทรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนเกิดความกังวลว่าระบบโทรศัพท์จะใช้ไฟฟ้าทั้งหมดที่มีอยู่ ทำให้^ห้องปฏิบัติการเบลล์เริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ [ ^{40 ]}

ตรรกะที่ดำเนินการโดยรีเลย์สวิตช์โทรศัพท์เป็นแรงบันดาลใจให้กับคอมพิวเตอร์ดิจิทัล เครื่องเป่าขวดแก้วที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เครื่องแรกเป็นรุ่นอัตโนมัติที่เปิดตัวในปี พ.ศ. 2448 ^{[ 41 ]}เครื่องจักรนี้ดำเนินการโดยทีมงานสองคนทำงานกะละ 12 ชั่วโมง สามารถผลิตขวดได้ 17,280 ขวดใน 24 ชั่วโมง เทียบกับ 2,880 ขวดที่ผลิตโดยทีมงานชายและเด็กชายหกคนทำงานในโรงงานเป็นเวลาหนึ่งวัน ต้นทุนการผลิตขวดด้วยเครื่องจักรอยู่ที่ 10 ถึง 12 เซนต์ต่อกรอส เทียบกับ 1.80 ดอลลาร์ต่อกรอสโดยช่างเป่าแก้วและผู้ช่วย

ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบแบ่งส่วนได้รับการพัฒนาโดยใช้ทฤษฎีการควบคุม ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบแบ่งส่วนใช้ในส่วนต่างๆ ของเครื่องจักรที่ต้องรักษาความแตกต่างที่แม่นยำระหว่างส่วนต่างๆ ในการรีดเหล็ก โลหะจะยืดออกเมื่อผ่านลูกกลิ้งคู่ ซึ่งต้องหมุนด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นเรื่อยๆ ในการผลิตกระดาษ แผ่นกระดาษจะหดตัวเมื่อผ่านเครื่องอบแห้งด้วยไอน้ำที่จัดเรียงเป็นกลุ่ม ซึ่งต้องหมุนด้วยความเร็วที่ช้าลงเรื่อยๆ การใช้งานระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบแบ่งส่วนครั้งแรกเกิดขึ้นในเครื่องจักรผลิตกระดาษในปี 1919 ^{[ 42 ]}หนึ่งในการพัฒนาที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรมเหล็กในช่วงศตวรรษที่ 20 คือการรีดแผ่นเหล็กกว้างแบบต่อเนื่อง ซึ่งพัฒนาโดย Armco ในปี 1928 ^{[ 43 ]}

ก่อนการใช้ระบบอัตโนมัติ สารเคมีหลายชนิดถูกผลิตเป็นชุดๆ ในปี พ.ศ. 2473 ด้วยการใช้งานเครื่องมืออย่างแพร่หลายและการใช้ตัวควบคุมที่เริ่มแพร่หลาย ผู้ก่อตั้งบริษัท Dow Chemical Co. ได้สนับสนุนการผลิตอย่างต่อเนื่อง^{[ 44 ]}

เจมส์ แนสมิธได้พัฒนาเครื่องมือกลอัตโนมัติที่ลดความคล่องแคล่วของมือเพื่อให้เด็กชายและแรงงานไร้ฝีมือสามารถใช้งานได้ในช่วงทศวรรษที่ 1840 ^{[ 45 ]}เครื่องมือกลได้รับการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติด้วยการควบคุมเชิงตัวเลข (NC) โดยใช้เทปกระดาษเจาะรูในช่วงทศวรรษที่ 1950 ซึ่งต่อมาได้พัฒนาเป็นการควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC)

ปัจจุบันมีการนำระบบอัตโนมัติมาใช้ในกระบวนการผลิตและการประกอบแทบทุกประเภทอย่างกว้างขวาง กระบวนการขนาดใหญ่บางส่วนได้แก่ การผลิตไฟฟ้า การกลั่นน้ำมัน สารเคมี โรงงานเหล็ก พลาสติก โรงงานปูนซีเมนต์ โรงงานปุ๋ย โรงงานผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษ การประกอบรถยนต์และรถบรรทุก การผลิตเครื่องบิน การผลิตแก้ว โรงงานแยกก๊าซธรรมชาติ การแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม การบรรจุกระป๋องและขวด และการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ หุ่นยนต์มีประโยชน์อย่างยิ่งในงานที่มีความเสี่ยงสูง เช่น การพ่นสีรถยนต์ นอกจากนี้ยังใช้หุ่นยนต์ในการประกอบแผงวงจรไฟฟ้า การเชื่อมชิ้นส่วนรถยนต์ก็ใช้หุ่นยนต์ และเครื่องเชื่อมอัตโนมัติก็ใช้ในงานต่างๆ เช่น ท่อส่ง

เมื่อยุคอวกาศเริ่มต้นขึ้นในปี 1957 การออกแบบระบบควบคุม โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา ได้หันเหออกจากการใช้เทคนิคในโดเมนความถี่ของทฤษฎีการควบคุมแบบคลาสสิก และหวนกลับไปใช้เทคนิคสมการเชิงอนุพันธ์ในปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งอยู่ในโดเมนเวลา ในช่วงทศวรรษ 1940 และ 1950 นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันIrmgard Flugge-Lotzได้พัฒนาทฤษฎีการควบคุมอัตโนมัติแบบไม่ต่อเนื่อง ซึ่งถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมแบบฮิสเทอรีซิสเช่นระบบนำทางระบบควบคุมเพลิงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้วยผลงาน ของ Flugge-Lotz และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ยุคสมัยใหม่จึงได้เห็นการออกแบบในโดเมนเวลาสำหรับระบบที่ไม่เป็นเชิงเส้น (1961) การนำทาง (1960) ทฤษฎี การควบคุม และ การประมาณค่า ที่เหมาะสมที่สุด (1962) ทฤษฎีการควบคุมที่ไม่เป็นเชิงเส้น (1969) ทฤษฎีการควบคุมและ การกรองแบบดิจิทัล (1974) และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (1983)

ข้อดีที่ถูกกล่าวถึงมากที่สุดของการใช้ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมคือ การผลิตที่รวดเร็วขึ้นและต้นทุนแรงงานที่ถูกลง ประโยชน์อีกประการหนึ่งคือ การทดแทนงานที่ต้องใช้แรงกาย งานที่น่าเบื่อ หรืองานที่ซ้ำซากจำเจ^{[ 46 ]}นอกจากนี้ งานที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายหรืองานที่อยู่นอกเหนือความสามารถของมนุษย์ สามารถทำได้โดยเครื่องจักร เนื่องจากเครื่องจักรสามารถทำงานได้แม้ในอุณหภูมิที่สูงมาก หรือในบรรยากาศที่มีกัมมันตรังสีหรือสารพิษ และยังสามารถบำรุงรักษาได้ด้วยการตรวจสอบคุณภาพอย่างง่าย อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ งานบางอย่างยังไม่สามารถทำให้เป็นระบบอัตโนมัติได้ และบางงานก็มีต้นทุนในการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติสูงกว่างานอื่นๆ ต้นทุนเริ่มต้นในการติดตั้งเครื่องจักรในโรงงานนั้นสูง และหากไม่บำรุงรักษาระบบ อาจส่งผลให้สูญเสียผลิตภัณฑ์นั้นไป^{[ 47 ]}

นอกจากนี้ การศึกษาบางชิ้นดูเหมือนจะบ่งชี้ว่าระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมอาจก่อให้เกิดผลเสียมากกว่าแค่ความกังวลในการดำเนินงาน รวมถึงการเลิกจ้างคนงานเนื่องจากการสูญเสียงานอย่างเป็นระบบและความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมที่ทวีความรุนแรงขึ้น อย่างไรก็ตาม ผลการค้นพบเหล่านี้มีความซับซ้อนและเป็นที่ถกเถียงกัน และอาจหลีกเลี่ยงได้^{[ 48 ]}

ข้อดีหลักๆของการใช้ระบบอัตโนมัติ ได้แก่:

• ปริมาณงานหรือประสิทธิภาพการผลิตที่เพิ่มขึ้น
• คุณภาพที่ดีขึ้น
• ความสามารถในการคาดการณ์ที่เพิ่มขึ้น
• ความแข็งแกร่ง (ความสม่ำเสมอ) ที่ดีขึ้นของกระบวนการหรือผลิตภัณฑ์
• ผลผลิตมีความสม่ำเสมอมากขึ้น
• ลดต้นทุนและค่าใช้จ่ายด้านแรงงานมนุษย์โดยตรง
• ลดระยะเวลาดำเนินการ
• ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น
• ปลดปล่อยมนุษย์จากงานที่ซ้ำซากจำเจ^{[ 49 ]}
• งานที่จำเป็นในการพัฒนา การติดตั้ง การบำรุงรักษา และการดำเนินงานของกระบวนการอัตโนมัติ ซึ่งมักจัดโครงสร้างเป็น "งานย่อย"
• เสรีภาพที่เพิ่มมากขึ้นของมนุษย์ในการทำสิ่งอื่นๆ

การทำงานอัตโนมัติโดยหลักแล้วหมายถึงเครื่องจักรที่เข้ามาแทนที่การกระทำของมนุษย์ แต่ในความหมายกว้างๆ ก็คือการใช้เครื่องจักรเข้ามาแทนที่แรงงานของมนุษย์ เมื่อรวมกับการใช้เครื่องจักรแล้ว การขยายขีดความสามารถของมนุษย์ในแง่ของขนาด ความแข็งแรง ความเร็ว ความอดทน ระยะการมองเห็นและความคมชัด ความถี่และความแม่นยำในการได้ยิน การรับรู้และการส่งผลกระทบทางแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ ข้อดีต่างๆ ได้แก่: ^{[ 50 ]}

• ลดความเครียดจากการทำงานที่เป็นอันตรายและการบาดเจ็บจากการทำงาน (เช่น ลดอาการปวดหลังจากการยกของหนัก)
• การอพยพมนุษย์ออกจากสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย (เช่น ไฟไหม้ อวกาศ ภูเขาไฟ โรงงานนิวเคลียร์ ใต้น้ำ ฯลฯ)

ข้อเสียหลักของการใช้ระบบอัตโนมัติ ได้แก่:

• ต้นทุนเริ่มต้นสูง
• การผลิตที่รวดเร็วขึ้นโดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์ อาจหมายถึงการผลิตสินค้าที่มีข้อบกพร่องโดยไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างรวดเร็ว ในกรณีที่กระบวนการอัตโนมัติมีข้อบกพร่อง
• การเพิ่มกำลังการผลิตอาจหมายถึงปัญหาที่เพิ่มขึ้นเมื่อระบบล้มเหลว เช่น การปล่อยสารพิษ พลังงาน และสารอันตรายอื่นๆ ในอัตราที่สูงขึ้น
• ผู้ริเริ่มระบบอัตโนมัติมักเข้าใจความสามารถในการปรับตัวของมนุษย์ได้ไม่ดีนัก การคาดการณ์เหตุการณ์ไม่คาดฝันทุกอย่างและพัฒนาระบบตอบสนองอัตโนมัติที่วางแผนไว้ล่วงหน้าอย่างครบถ้วนสำหรับทุกสถานการณ์นั้นมักเป็นเรื่องยาก การค้นพบที่เกิดขึ้นจากการทำงานอัตโนมัติอาจต้องมีการปรับปรุงแก้ไขโดยไม่คาดคิด ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายและความล่าช้าที่ไม่คาดฝันขึ้นได้
• ผู้คนที่คาดหวังรายได้จากการจ้างงานอาจได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากผู้อื่นที่นำระบบอัตโนมัติมาใช้ในพื้นที่ที่ไม่มีรายได้ในลักษณะเดียวกันให้เลือกได้ง่ายๆ

ความขัดแย้งของระบบอัตโนมัติกล่าวว่า ยิ่งระบบอัตโนมัติมีประสิทธิภาพมากเท่าไร การมีส่วนร่วมของมนุษย์ในฐานะผู้ปฏิบัติงานก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น มนุษย์มีส่วนร่วมน้อยลง แต่การมีส่วนร่วมของพวกเขากลับมีความสำคัญมากขึ้นลิซานน์ เบนบริดจ์นักจิตวิทยาด้านความรู้ความเข้าใจ ได้ระบุประเด็นเหล่านี้ไว้อย่างชัดเจนในบทความที่ได้รับการอ้างอิงอย่างกว้างขวางของเธอเรื่อง " ความขัดแย้งของระบบอัตโนมัติ " ^{[ 51 ]}หากระบบอัตโนมัติมีข้อผิดพลาด ข้อผิดพลาดนั้นจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าจะได้รับการแก้ไขหรือปิดระบบ นี่คือจุดที่ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์เข้ามามีบทบาท^{[ 52 ]}ตัวอย่างที่ร้ายแรงของเรื่องนี้คือเที่ยวบินแอร์ฟรานซ์ 447ซึ่งความล้มเหลวของระบบอัตโนมัติทำให้เหล่านักบินตกอยู่ในสถานการณ์ที่ต้องควบคุมด้วยตนเองซึ่งพวกเขาไม่ได้เตรียมตัวไว้^{[ 53 ]}

• เทคโนโลยีในปัจจุบันยังไม่สามารถทำงานทุกอย่างที่ต้องการได้โดยอัตโนมัติ
• การดำเนินงานหลายอย่างที่ใช้ระบบอัตโนมัติมีการลงทุนเงินทุนจำนวนมากและผลิตสินค้าในปริมาณมาก ทำให้การทำงานผิดพลาดมีค่าใช้จ่ายสูงมากและอาจเป็นอันตรายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีบุคลากรบางส่วนเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทั้งหมดทำงานได้อย่างถูกต้องและรักษาความปลอดภัยและคุณภาพของผลิตภัณฑ์^{[ 54 ]}
• เมื่อกระบวนการต่างๆ กลายเป็นระบบอัตโนมัติมากขึ้นเรื่อยๆ ก็จะมีโอกาสประหยัดแรงงานหรือปรับปรุงคุณภาพได้น้อยลงเรื่อยๆ นี่เป็นตัวอย่างของทั้งผลตอบแทนที่ลดลงและฟังก์ชันโลจิสติกส์
• เมื่อกระบวนการต่างๆ ถูกทำให้เป็นระบบอัตโนมัติมากขึ้นเรื่อยๆ กระบวนการที่ไม่เป็นระบบอัตโนมัติก็จะเหลือน้อยลง นี่เป็นตัวอย่างของการหมดโอกาส อย่างไรก็ตาม รูปแบบเทคโนโลยีใหม่ๆ อาจกำหนดขีดจำกัดใหม่ที่เหนือกว่าขีดจำกัดเดิมได้

บทบาทของมนุษย์ในกระบวนการอุตสาหกรรมในปัจจุบันหลายอย่างอยู่นอกเหนือขอบเขตของระบบอัตโนมัติการจดจำรูปแบบใน ระดับมนุษย์ ความเข้าใจภาษาและความสามารถในการผลิตภาษาอยู่นอกเหนือขีดความสามารถของระบบกลไกและคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ (แต่ดูที่คอมพิวเตอร์วัตสัน ) งานที่ต้องใช้การประเมินหรือการสังเคราะห์ข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่ซับซ้อน เช่น กลิ่นและเสียง รวมถึงงานระดับสูง เช่น การวางแผนเชิงกลยุทธ์ ในปัจจุบันยังคงต้องการความเชี่ยวชาญของมนุษย์ ในหลายกรณี การใช้มนุษย์มีต้นทุนที่คุ้มค่า กว่า วิธีการทางกลไก แม้ว่าการทำงานอัตโนมัติของงานอุตสาหกรรมจะเป็นไปได้ก็ตาม ดังนั้นการจัดการด้วยอัลกอริทึมในฐานะการปรับปรุงประสิทธิภาพทางดิจิทัลของแรงงานมนุษย์แทนที่จะเป็นการทดแทน จึงกลายเป็นกลยุทธ์ทางเทคโนโลยีทางเลือก^{[ 55 ]}การเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้เป็นเส้นทางตามทฤษฎีสู่เศรษฐศาสตร์หลังยุคขาดแคลน^{[ 56 ]}

ณ ปี 2025-2026 การใช้งานหุ่นยนต์ขั้นสูงในโลกแห่งความเป็นจริงได้เผยให้เห็นข้อจำกัดด้านโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ เช่น "ปัญหาคอขวดด้านอายุการใช้งานแบตเตอรี่" (โดยทั่วไปใช้งานได้ 2-4 ชั่วโมงต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง) และความต้องการ Wi-Fi ที่มีแบนด์วิดท์สูงและพื้นแบบพิเศษเพื่อให้การทำงานมีความน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ หุ่นยนต์ยังคงประสบปัญหาในการรับมือกับสิ่งกีดขวางที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งคาดเดาไม่ได้ ซึ่งยังคงจำเป็นต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์เพื่อรักษากระแสการทำงาน^{[ 57 ]}

การใช้ระบบอัตโนมัติที่เพิ่มขึ้นมักทำให้คนงานรู้สึกวิตกกังวลเกี่ยวกับการสูญเสียงาน เนื่องจากเทคโนโลยีทำให้ทักษะหรือประสบการณ์ของพวกเขาไม่จำเป็นอีกต่อไป ในช่วงต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมเมื่อสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เช่นเครื่องจักรไอน้ำทำให้บางประเภทงานไม่จำเป็นอีกต่อไป คนงานได้ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อย่างรุนแรงตัวอย่างเช่นกลุ่มลัด ไดต์ คือ คนงานสิ่งทอ ชาวอังกฤษ ที่ประท้วงการนำเครื่องทอผ้า มา ใช้โดยการทำลายเครื่องเหล่านั้น^{[ 58 ]}เมื่อไม่นานมานี้ ชาวเมืองแชนด์เลอร์ รัฐแอริโซนา บางคน ได้กรีดยางและขว้างปาหินใส่รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติเพื่อประท้วงต่อภัยคุกคามที่รถยนต์เหล่านั้นมีต่อความปลอดภัยของมนุษย์และโอกาสในการทำงาน^{[ 59 ]}

ความวิตกกังวลเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติที่สะท้อนให้เห็นในแบบสำรวจความคิดเห็นดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแข็งแกร่งของแรงงานที่จัดตั้งขึ้นในภูมิภาคหรือประเทศนั้นๆ ตัวอย่างเช่น ในขณะที่การศึกษาของPew Research Centerระบุว่าชาวอเมริกัน 72% กังวลเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติที่เพิ่มขึ้นในที่ทำงาน แต่ชาวสวีเดน 80% มองว่าระบบอัตโนมัติและปัญญาประดิษฐ์ (AI) เป็นสิ่งที่ดี เนื่องจากสหภาพแรงงานของประเทศยังคงมีอำนาจและระบบความปลอดภัย ทางสังคม ที่ แข็งแกร่งกว่า ^{[ 60 ]}

จากการประมาณการหนึ่งพบว่า 47% ของงานทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบันมีศักยภาพที่จะถูกแทนที่ด้วยระบบอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ภายในปี 2033 ^{[ 61 ]}นอกจากนี้ ค่าจ้างและระดับการศึกษาดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมากกับความเสี่ยงที่อาชีพนั้นจะถูกแทนที่ด้วยระบบอัตโนมัติ^{[ 61 ]} Erik BrynjolfssonและAndrew McAfeeโต้แย้งว่า "ไม่เคยมีช่วงเวลาใดที่ดีกว่านี้สำหรับการเป็นคนงานที่มีทักษะพิเศษหรือการศึกษาที่เหมาะสม เพราะคนเหล่านี้สามารถใช้เทคโนโลยีเพื่อสร้างและดึงดูดมูลค่าได้ อย่างไรก็ตาม ไม่เคยมีช่วงเวลาที่แย่ที่สุดสำหรับการเป็นคนงานที่มีเพียงทักษะและความสามารถ 'ธรรมดา' เพราะคอมพิวเตอร์ หุ่นยนต์ และเทคโนโลยีดิจิทัลอื่นๆ กำลังได้รับทักษะและความสามารถเหล่านี้ในอัตราที่สูงมาก" ^{[ 62 ]}อย่างไรก็ตาม คนอื่นๆ โต้แย้งว่างานระดับมืออาชีพที่มีทักษะสูง เช่นทนายความแพทย์วิศวกรนักข่าวก็มีความเสี่ยงที่จะถูกแทนที่ด้วยระบบอัตโนมัติเช่นกัน^{[ 63 ]}

จากการศึกษาในปี 2020 ในวารสาร Journal of Political Economy พบว่า ระบบอัตโนมัติมีผลกระทบเชิงลบอย่างมากต่อการจ้างงานและค่าจ้าง: "หุ่นยนต์เพิ่มอีกหนึ่งตัวต่อคนงานหนึ่งพันคนจะลดอัตราส่วนการจ้างงานต่อประชากรลง 0.2 จุดเปอร์เซ็นต์ และค่าจ้างลง 0.42%" ^{[ 64 ]}การศึกษาในปี 2025 ในวารสาร American Economic Journalพบว่าการนำหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมาใช้ในปี 1993 และ 2014 ส่งผลให้การจ้างงานของชายและหญิงลดลง 3.7 และ 1.6 จุดเปอร์เซ็นต์ตามลำดับ^{[ 65 ]}

งานวิจัยของCarl Benedikt Freyและ Michael Osborne จากOxford Martin Schoolระบุว่า พนักงานที่ทำงานตาม "ขั้นตอนที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งสามารถทำได้ง่ายด้วยอัลกอริทึมที่ซับซ้อน" มีความเสี่ยงที่จะถูกแทนที่ และงาน 47% ในสหรัฐอเมริกามีความเสี่ยง งานวิจัยนี้เผยแพร่เป็นเอกสารการทำงานในปี 2013 และตีพิมพ์ในปี 2017 คาดการณ์ว่าระบบอัตโนมัติจะทำให้งานที่มีค่าจ้างต่ำและต้องใช้แรงกายมีความเสี่ยงมากที่สุด โดยการสำรวจความคิดเห็นจากกลุ่มเพื่อนร่วมงาน^{[ 66 ]}อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาที่ตีพิมพ์ในMcKinsey Quarterly ^{[ 67 ]}ในปี 2015 ผลกระทบของการใช้คอมพิวเตอร์ในกรณีส่วนใหญ่ไม่ใช่การแทนที่พนักงาน แต่เป็นการทำให้บางส่วนของงานที่พวกเขาทำเป็นระบบอัตโนมัติ^{[ 68 ]}วิธีการวิจัยของ McKinsey ถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างหนักว่าขาดความโปร่งใสและอาศัยการประเมินตามความรู้สึกส่วนตัว^{[ 69 ]}วิธีการของ Frey และ Osborne ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ว่าขาดหลักฐาน ขาดความตระหนักรู้ทางประวัติศาสตร์ หรือขาดระเบียบวิธีที่น่าเชื่อถือ^{[ 70 ] [ 71 ]}นอกจากนี้ องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา ( OECD ) พบว่าใน 21 ประเทศสมาชิก OECD มีงานเพียง 9% เท่านั้นที่สามารถใช้ระบบอัตโนมัติได้^{[ 72 ]}

จากสูตรของGilles Saint-Paulนักเศรษฐศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Toulouse 1ความต้องการทุนมนุษย์ไร้ฝีมือลดลงในอัตราที่ช้ากว่าความต้องการทุนมนุษย์มีฝีมือที่เพิ่มขึ้น^{[ 73 ]}ในระยะยาวและสำหรับสังคมโดยรวม สิ่งนี้ส่งผลให้สินค้ามีราคาถูกลงชั่วโมงการทำงานเฉลี่ยลดลงและอุตสาหกรรมใหม่ๆ เกิดขึ้น (เช่น อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ อุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ อุตสาหกรรมการออกแบบ) อุตสาหกรรมใหม่เหล่านี้สร้างงานที่มีเงินเดือนสูงและใช้ทักษะจำนวนมากให้กับเศรษฐกิจ ภายในปี 2030 ระหว่าง 3 ถึง 14 เปอร์เซ็นต์ของแรงงานทั่วโลกจะถูกบังคับให้เปลี่ยนประเภทงานเนื่องจากระบบอัตโนมัติทำให้งานในภาคส่วนทั้งหมดหายไป ในขณะที่จำนวนงานที่สูญเสียไปจากระบบอัตโนมัติมักจะถูกชดเชยด้วยงานที่ได้รับจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี แต่การสูญเสียงานประเภทเดียวกันนั้นไม่เหมือนกับงานที่ถูกแทนที่ และนั่นนำไปสู่การว่างงานที่เพิ่มขึ้นในชนชั้นกลางระดับล่าง สิ่งนี้เกิดขึ้นส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาและประเทศที่พัฒนาแล้ว ซึ่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมีส่วนทำให้ความต้องการแรงงานที่มีทักษะสูงเพิ่มขึ้น แต่ความต้องการแรงงานค่าจ้างปานกลางยังคงลดลง นักเศรษฐศาสตร์เรียกแนวโน้มนี้ว่า "การแบ่งขั้วของรายได้" ซึ่งค่าจ้างแรงงานไร้ฝีมือลดลงและค่าจ้างแรงงานมีฝีมือเพิ่มขึ้น และคาดว่าจะยังคงดำเนินต่อไปในประเทศพัฒนาแล้ว^{[ 74 ]}

การผลิตแบบไร้คนควบคุม (Lights-out manufacturing) คือระบบการผลิตที่ไม่มีคนงาน เพื่อลดต้นทุนแรงงาน ระบบนี้ได้รับความนิยมมากขึ้นในสหรัฐอเมริกาเมื่อ General Motors ในปี 1982 ได้นำการผลิตแบบ "ไร้คนควบคุม" มาใช้ เพื่อ "แทนที่ระบบราชการที่ไม่กล้าเสี่ยงด้วยระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์" อย่างไรก็ตาม โรงงานแห่งนี้ไม่เคยบรรลุสถานะ "ไร้คนควบคุม" อย่างสมบูรณ์^{[ 75 ]}

การขยายการผลิตแบบปิดไฟต้องใช้: ^{[ 76 ]}

• ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
• ความสามารถทางกลไกในระยะยาว
• การบำรุงรักษาเชิงป้องกันตามแผน
• ความมุ่งมั่นจากพนักงาน

ต้นทุนของการนำระบบอัตโนมัติมาใช้ต่อสิ่งแวดล้อมนั้นแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ผลิตภัณฑ์ หรือเครื่องยนต์ที่ใช้ระบบอัตโนมัติ มีเครื่องยนต์อัตโนมัติบางประเภทที่ใช้พลังงานจากโลกมากกว่าเครื่องยนต์แบบเดิม และในทางกลับกัน การดำเนินงานที่เป็นอันตราย เช่นการกลั่นน้ำมันการผลิตสารเคมีอุตสาหกรรมและงานโลหะ ทุกรูปแบบ มักเป็นเป้าหมายแรกๆ ของการนำระบบอัตโนมัติมาใช้

การทำให้ยานพาหนะเป็นระบบอัตโนมัติอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าลักษณะของผลกระทบนี้อาจเป็นประโยชน์หรือเป็นอันตรายก็ได้ ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เนื่องจากยานพาหนะอัตโนมัติมีโอกาสเกิดอุบัติเหตุน้อยกว่ายานพาหนะที่ขับโดยมนุษย์ มาตรการป้องกันบางอย่างที่ติดตั้งในรุ่นปัจจุบัน (เช่นระบบเบรกป้องกันล้อล็อกหรือกระจกลามิเนต ) จึงไม่จำเป็นสำหรับรุ่นขับเคลื่อนอัตโนมัติ การถอดคุณสมบัติความปลอดภัยเหล่านี้ออกจะช่วยลดน้ำหนักของยานพาหนะ และเมื่อรวมกับการเร่งความเร็วและการเบรกที่แม่นยำยิ่งขึ้น รวมถึงการวางแผนเส้นทางที่ประหยัดเชื้อเพลิง ก็สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและลดการปล่อยมลพิษได้ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยบางคนตั้งทฤษฎีว่าการเพิ่มการผลิตรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติอาจนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการเป็นเจ้าของและการใช้งานยานพาหนะ ซึ่งอาจทำให้ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมของรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติหมดไป หากมีการใช้งานบ่อยขึ้น^{[ 77 ]}

การใช้ระบบอัตโนมัติในบ้านและเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านก็มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน การศึกษาเกี่ยวกับการใช้พลังงานของบ้านอัตโนมัติในฟินแลนด์แสดงให้เห็นว่าบ้านอัจฉริยะสามารถลดการใช้พลังงานได้โดยการตรวจสอบระดับการใช้พลังงานในพื้นที่ต่างๆ ของบ้านและปรับการใช้พลังงานเพื่อลดการรั่วไหลของพลังงาน (เช่น ลดการใช้พลังงานโดยอัตโนมัติในช่วงเวลากลางคืนเมื่อกิจกรรมน้อย) การศึกษานี้และงานวิจัยอื่นๆ ชี้ให้เห็นว่าความสามารถของบ้านอัจฉริยะในการตรวจสอบและปรับระดับการใช้พลังงานจะช่วยลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็น อย่างไรก็ตาม งานวิจัยบางชิ้นชี้ให้เห็นว่าบ้านอัจฉริยะอาจไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับบ้านที่ไม่ใช้ระบบอัตโนมัติ การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่า ในขณะที่การตรวจสอบและปรับระดับการใช้พลังงานช่วยลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็น แต่กระบวนการนี้ต้องใช้ระบบตรวจสอบซึ่งก็ใช้พลังงานจำนวนหนึ่งเช่นกัน พลังงานที่จำเป็นในการใช้งานระบบเหล่านี้บางครั้งก็หักล้างประโยชน์ของมัน ส่งผลให้มีประโยชน์ต่อระบบนิเวศน้อยหรือไม่มีเลย^{[ 78 ]}

การเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญอีกประการหนึ่งในด้านระบบอัตโนมัติคือความต้องการความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับเปลี่ยนในกระบวนการผลิต ที่เพิ่มมากขึ้น ผู้ผลิตต่างต้องการความสามารถในการเปลี่ยนจากการผลิตสินค้า A ไปเป็นสินค้า B ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องสร้างสายการผลิต ใหม่ทั้งหมด ความยืดหยุ่นและกระบวนการแบบกระจายศูนย์นำไปสู่การนำ ยานพาหนะ นำทางอัตโนมัติ (Automated Guided Vehicles) ที่ใช้ระบบนำทางด้วยคุณลักษณะทางธรรมชาติมาใช้

ระบบอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลก็มีส่วนช่วยเช่นกัน อุปกรณ์วัดแบบอนาล็อกเดิมถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ดิจิทัล ซึ่งมีความแม่นยำและยืดหยุ่นกว่า และมีขอบเขตที่กว้างกว่าสำหรับการกำหนดค่า การกำหนดพารามิเตอร์และการใช้งานที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นพร้อมกับ การปฏิวัติของระบบ ฟิลด์บัสซึ่งเป็นวิธีการสื่อสารแบบเครือข่าย (เช่น ใช้สายเคเบิลเพียงเส้นเดียว) ระหว่างระบบควบคุมและอุปกรณ์วัดระดับภาคสนาม ช่วยลดการเดินสายไฟแบบเดิมลง

โรงงาน ผลิตแบบแยกส่วนนำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้อย่างรวดเร็ว อุตสาหกรรมกระบวนการที่อนุรักษ์นิยมมากกว่าซึ่งมีวงจรชีวิตของโรงงานที่ยาวนานกว่านั้นมีการนำไปใช้ช้ากว่า และการวัดและการควบคุมแบบอนาล็อกยังคงมีบทบาทสำคัญ^{[ 79 ]}การใช้งานIndustrial Ethernet ที่เพิ่มขึ้น ในโรงงานกำลังผลักดันแนวโน้มเหล่านี้ให้ก้าวไปอีกขั้น ทำให้โรงงานผลิตสามารถบูรณาการเข้ากับองค์กรได้อย่างแน่นแฟ้นยิ่งขึ้น ผ่านทางอินเทอร์เน็ตหากจำเป็น การแข่งขันระดับโลกยังเพิ่มความต้องการระบบการผลิตที่ปรับเปลี่ยนได้^{[ 80 ]}

ปัจจุบันวิศวกรสามารถควบคุมอุปกรณ์อัตโนมัติด้วยตัวเลขได้แล้ว ส่งผลให้ขอบเขตการใช้งานและกิจกรรมของมนุษย์ขยายตัวอย่างรวดเร็วเทคโนโลยีช่วยคอมพิวเตอร์ (หรือ CAx) ในปัจจุบันทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องมือทางคณิตศาสตร์และองค์กรที่ใช้ในการสร้างระบบที่ซับซ้อน ตัวอย่างที่โดดเด่นของ CAx ได้แก่การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (ซอฟต์แวร์ CAD) และการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (ซอฟต์แวร์ CAM) การออกแบบ การวิเคราะห์ และการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้นซึ่งเป็นไปได้ด้วย CAx เป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรม^{[ 81 ]}

เทคโนโลยีสารสนเทศร่วมกับเครื่องจักรและกระบวนการ ทางอุตสาหกรรม สามารถช่วยในการออกแบบ การใช้งาน และการตรวจสอบระบบควบคุม ตัวอย่างหนึ่งของระบบควบคุมอุตสาหกรรมคือตัวควบคุมตรรกะแบบโปรแกรมได้ (PLC) PLC เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความทนทานเฉพาะทาง ซึ่งมักใช้ในการซิงโครไนซ์การไหลของอินพุตจากเซ็นเซอร์ (ทางกายภาพ) และเหตุการณ์ต่างๆ กับการไหลของเอาต์พุตไปยังแอคทูเอเตอร์และเหตุการณ์ต่างๆ^{[ 82 ]}

ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) หรือส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (CHI) ซึ่งเดิมเรียกว่าส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรมักใช้เพื่อสื่อสารกับ PLC และคอมพิวเตอร์อื่นๆ บุคลากรบริการที่ตรวจสอบและควบคุมผ่าน HMI อาจถูกเรียกด้วยชื่อต่างๆ กัน ในสภาพแวดล้อมกระบวนการอุตสาหกรรมและการผลิต พวกเขาถูกเรียกว่าผู้ปฏิบัติงานหรืออะไรทำนองนั้น ในโรงหม้อไอน้ำและแผนกสาธารณูปโภคส่วนกลาง พวกเขาถูกเรียกว่าวิศวกรประจำที่^{[ 83 ]}

เครื่องมืออัตโนมัติมีหลายประเภท:

• ANN – เครือข่ายประสาทเทียม
• DCS – ระบบควบคุมแบบกระจาย
• HMI – ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร
• RPA – ระบบอัตโนมัติกระบวนการด้วยหุ่นยนต์
• SCADA – ระบบควบคุมและเก็บรวบรวมข้อมูลแบบรวมศูนย์
• PLC – ตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้
• เครื่องมือวัด
• การควบคุมการเคลื่อนไหว
• หุ่นยนต์

ซอฟต์แวร์จำลองโฮสต์(HSS) เป็นเครื่องมือทดสอบที่ใช้กันทั่วไปในการทดสอบซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์ HSS ใช้ในการทดสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐานระบบอัตโนมัติของโรงงาน (หมดเวลา เวลาตอบสนอง เวลาประมวลผล) ^{[ 84 ]}

ระบบอัตโนมัติเชิงปัญญา ซึ่งเป็นส่วนย่อยของ AI เป็นระบบอัตโนมัติประเภทใหม่ที่เกิดขึ้นจากการประมวลผลเชิงปัญญาความกังวลหลักคือการทำงานอัตโนมัติของงานธุรการและเวิร์กโฟลว์ที่ประกอบด้วยการจัดโครงสร้างข้อมูลที่ไม่มี โครงสร้าง ระบบ อัตโนมัติเชิงปัญญาอาศัยหลายสาขาวิชา ได้แก่การประมวลผลภาษาธรรมชาติ การประมวล ^ผลแบบเรียลไทม์ อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่และ การเรียน รู้ตามหลักฐาน [ ^{85 ]}

ตามรายงานของDeloitteการทำงานอัตโนมัติเชิงปัญญาช่วยให้สามารถจำลองงานและการตัดสินใจของมนุษย์ได้ "ด้วยความเร็วที่รวดเร็วและในขนาดที่มาก" ^{[ 86 ]}งานดังกล่าวได้แก่:

• การแก้ไขเอกสาร
• การดึงข้อมูลและการสังเคราะห์/จัดทำรายงานเอกสาร
• การจัดการสัญญา
• การค้นหาภาษาธรรมชาติ
• การปฐมนิเทศลูกค้า พนักงาน และผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย
• กิจกรรมและการตรวจสอบด้วยตนเอง
• การติดตามผลและการติดต่อสื่อสารทางอีเมล

การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) ที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์สามารถใช้ข้อความแปลงเป็น 3 มิติ รูปภาพแปลงเป็น 3 มิติ และวิดีโอแปลงเป็น 3 มิติ เพื่อทำให้การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ เป็นไปโดย อัตโนมัติ^{[ 87 ]}ไลบรารี AI CAD ยังสามารถพัฒนาได้โดยใช้ข้อมูลเปิดที่เชื่อมโยง ของแผนผัง และไดอะแกรม^[ 88 ^]ผู้ช่วย AI CAD ถูกใช้เป็นเครื่องมือเพื่อช่วยปรับปรุงขั้นตอนการทำงานให้มีประสิทธิภาพยิ่ง^{ขึ้น[ 89 ]}

เทคโนโลยีต่างๆ เช่นแผงโซลาร์เซลล์กังหันลมและ แหล่ง พลังงานหมุนเวียน อื่นๆ เมื่อรวมกับ โครงข่าย ไฟฟ้าอัจฉริยะโครงข่ายไฟฟ้าขนาดเล็กและระบบจัดเก็บแบตเตอรี่สามารถช่วยทำให้การผลิตพลังงานเป็นไปโดยอัตโนมัติ

การดำเนินงานทางการเกษตรหลายอย่างใช้ระบบอัตโนมัติด้วยเครื่องจักรและอุปกรณ์เพื่อปรับปรุงการวินิจฉัย การตัดสินใจ และ/หรือการปฏิบัติงาน การใช้ระบบอัตโนมัติทางการเกษตรสามารถช่วยลดความเหนื่อยล้าจากการทำงานทางการเกษตร ปรับปรุงความตรงต่อเวลาและความแม่นยำของการดำเนินงานทางการเกษตร เพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากร สร้างความยืดหยุ่น และปรับปรุงคุณภาพและความปลอดภัยของอาหาร^{[ 90 ]}ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นสามารถปลดปล่อยแรงงาน ทำให้ครัวเรือนเกษตรกรรมมีเวลามากขึ้นในการทำอย่างอื่น^{[ 91 ]}

วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีในด้านการเกษตรส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องไปสู่อุปกรณ์ดิจิทัลและหุ่นยนต์^{[ 90 ]}การใช้เครื่องจักรกลด้วยพลังงานเครื่องยนต์ช่วยทำให้การดำเนินงานทางการเกษตร เช่น การไถพรวนและการรีดนม เป็นไปโดยอัตโนมัติ^{[ 92 ]}ด้วยเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติแบบดิจิทัล ยังทำให้สามารถวินิจฉัยและตัดสินใจในการดำเนินงานทางการเกษตรได้โดยอัตโนมัติ^{[ 90 ]}ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์เก็บเกี่ยวพืชผลอัตโนมัติสามารถเก็บเกี่ยวและหว่านเมล็ดพืชได้ ในขณะที่โดรนสามารถรวบรวมข้อมูลเพื่อช่วยในการใช้ปัจจัยการผลิตโดยอัตโนมัติ^{[ 91 ]}การเกษตรแม่นยำมักใช้เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติดังกล่าว^{[ 91 ]}

การใช้เครื่องจักรกลโดยทั่วไปเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา^{[ 93 ]}แอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮาราเป็นภูมิภาคเดียวที่การนำเครื่องจักรกลมาใช้หยุดชะงักในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา^{[ 94 ] [ 91 ]}

เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติถูกนำมาใช้ในการจัดการปศุสัตว์มากขึ้นเรื่อยๆ แม้ว่าหลักฐานเกี่ยวกับการนำไปใช้จะยังไม่เพียงพอ การนำไปใช้น่าจะเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในยุโรปเหนือ^{[ 95 ]}และแทบจะไม่มีเลยในประเทศที่มีรายได้ต่ำและปานกลาง^{[ 96 ] [ 91 ]}นอกจากนี้ยังมีเครื่องให้อาหารอัตโนมัติสำหรับทั้งวัวและสัตว์ปีก แต่ข้อมูลและหลักฐานเกี่ยวกับแนวโน้มการนำไปใช้และปัจจัยขับเคลื่อนก็มีน้อยเช่นกัน^{[ 91 ] [ 93 ]}

ซูเปอร์มาร์เก็ตหลายแห่งและแม้แต่ร้านค้าขนาดเล็กต่างก็กำลังนำ ระบบ ชำระเงินด้วยตนเอง มาใช้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการจ้างพนักงานแคชเชียร์ ในสหรัฐอเมริกา อุตสาหกรรมค้าปลีกจ้างงาน 15.9 ล้านคนในปี 2017 (ประมาณ 1 ใน 9 ของชาวอเมริกันที่อยู่ในกำลังแรงงาน) ทั่วโลก มีแรงงานประมาณ 192 ล้านคนที่อาจได้รับผลกระทบจากระบบอัตโนมัติ ตามการวิจัยของEurasia Group ^{[ 97 ]}

การช้อปปิ้งออนไลน์อาจถือได้ว่าเป็นรูปแบบหนึ่งของการค้าปลีกแบบอัตโนมัติ เนื่องจากการชำระเงินและการชำระเงินจะดำเนินการผ่าน ระบบ ประมวลผลธุรกรรมออนไลน์ แบบอัตโนมัติ โดยส่วนแบ่งการค้าปลีกออนไลน์เพิ่มขึ้นจาก 5.1% ในปี 2554 เป็น 8.3% ในปี 2559 อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันหนังสือ เพลง และภาพยนตร์สองในสามส่วนถูกซื้อทางออนไลน์ นอกจากนี้ ระบบอัตโนมัติและการช้อปปิ้งออนไลน์อาจลดความต้องการห้างสรรพสินค้าและพื้นที่ค้าปลีก ซึ่งในสหรัฐอเมริกาปัจจุบันคาดว่าคิดเป็น 31% ของพื้นที่เชิงพาณิชย์ทั้งหมด หรือประมาณ 7 พันล้านตารางฟุต (650 ล้านตารางเมตร) Amazonได้รับส่วนแบ่งการเติบโตอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสำหรับการช้อปปิ้งออนไลน์ โดยคิดเป็นครึ่งหนึ่งของการเติบโตของการค้าปลีกออนไลน์ในปี 2559 ^{[ 97 ]}รูปแบบอื่นๆ ของระบบอัตโนมัติยังสามารถเป็นส่วนสำคัญของการช้อปปิ้งออนไลน์ได้ เช่น การใช้งานหุ่นยนต์คลังสินค้าอัตโนมัติ เช่นที่Amazonใช้Kiva Systems

อุตสาหกรรมค้าปลีกอาหารเริ่มนำระบบอัตโนมัติมาใช้ในกระบวนการสั่งซื้อแมคโดนัลด์ได้นำระบบสั่งซื้อและชำระเงินด้วยหน้าจอสัมผัสมาใช้ในร้านอาหารหลายแห่ง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้พนักงานเก็บเงิน^{[ 98 ]}มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินได้นำร้านกาแฟแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบมาใช้^{[ 99 ]}ร้านกาแฟและร้านอาหารบางแห่งใช้แอปพลิ เคชันบนมือถือและแท็บเล็ต เพื่อทำให้กระบวนการสั่งซื้อมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยลูกค้าสามารถสั่งซื้อและชำระเงินผ่านอุปกรณ์ของตนได้^{[ 100 ]}ร้านอาหารบางแห่งมีระบบส่งอาหารอัตโนมัติไปยังโต๊ะของลูกค้าโดยใช้ระบบสายพานลำเลียง บางครั้งก็มี การใช้หุ่นยนต์เพื่อทดแทนพนักงานเสิร์ฟ^{[ 101 ]}

การใช้ระบบอัตโนมัติในการก่อสร้างคือการผสมผสานระหว่างวิธีการ กระบวนการ และระบบที่ช่วยให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างอิสระมากขึ้นในกิจกรรมการก่อสร้าง การใช้ระบบอัตโนมัติในการก่อสร้างอาจมีเป้าหมายหลายประการ รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง การลด การบาดเจ็บ ในสถานที่ก่อสร้างการลดระยะเวลาในการดำเนินกิจกรรมให้เสร็จสิ้น และการช่วยในการควบคุมคุณภาพและการประกันคุณภาพ^{[ 102 ]}

การทำเหมืองอัตโนมัติเกี่ยวข้องกับการนำแรงงานมนุษย์ออกจากกระบวนการทำเหมือง^{[ 103 ]} ปัจจุบัน อุตสาหกรรมการทำเหมือง กำลังอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบอัตโนมัติ ปัจจุบันยังคงต้องใช้ แรงงานมนุษย์จำนวนมากโดยเฉพาะในประเทศโลกที่สามซึ่งต้นทุนแรงงานต่ำ จึงมีแรงจูงใจน้อยที่จะเพิ่มประสิทธิภาพผ่านระบบอัตโนมัติ

สำนักงานวิจัยโครงการขั้นสูงด้านการป้องกันประเทศ ( DARPA ) เริ่มทำการวิจัยและพัฒนา โครงการ เฝ้าระวังและตรวจสอบภาพอัตโนมัติ (VSAM) ระหว่างปี 1997 ถึง 1999 และโครงการเฝ้าระวังวิดีโอทางอากาศ (AVS) ตั้งแต่ปี 1998 ถึง 2002 ปัจจุบัน ชุมชนด้านวิสัยทัศน์กำลังพยายามอย่างมากในการพัฒนา ระบบ เฝ้าระวังติดตาม แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ระบบเฝ้าระวังวิดีโออัตโนมัติจะตรวจสอบผู้คนและยานพาหนะแบบเรียลไทม์ภายในสภาพแวดล้อมที่วุ่นวาย ระบบเฝ้าระวังอัตโนมัติที่มีอยู่จะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ออกแบบมาเพื่อสังเกตเป็นหลัก เช่น ภายในอาคาร ภายนอกอาคาร หรือทางอากาศ จำนวนเซ็นเซอร์ที่ระบบอัตโนมัติสามารถจัดการได้ และความคล่องตัวของเซ็นเซอร์ เช่น กล้องแบบอยู่กับที่เทียบกับกล้องแบบเคลื่อนที่ วัตถุประสงค์ของระบบเฝ้าระวังคือการบันทึกคุณสมบัติและวิถีการเคลื่อนที่ของวัตถุในพื้นที่ที่กำหนด สร้างคำเตือนหรือแจ้งหน่วยงานที่กำหนดในกรณีที่เกิดเหตุการณ์เฉพาะ^{[ 104 ]}

เนื่องจากความต้องการด้านความปลอดภัยและการเคลื่อนที่เพิ่มมากขึ้น และความเป็นไปได้ทางเทคโนโลยีก็ทวีคูณ ความสนใจในระบบอัตโนมัติจึงเพิ่มขึ้น เพื่อเร่งการพัฒนาและการนำรถยนต์และทางหลวงอัตโนมัติเต็มรูปแบบมาใช้รัฐสภาสหรัฐฯจึงอนุมัติงบประมาณกว่า 650 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในระยะเวลา 6 ปี สำหรับระบบขนส่งอัจฉริยะ (ITS) และโครงการสาธิตในพระราชบัญญัติประสิทธิภาพการขนส่งทางบกแบบบูรณาการ ปี 1991 (ISTEA) รัฐสภาได้บัญญัติไว้ใน ISTEA ว่า: ^{[ 105 ]}

รัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคมจะต้องพัฒนาต้นแบบทางหลวงและยานพาหนะอัตโนมัติ เพื่อเป็นพื้นฐานในการพัฒนาระบบทางหลวงอัจฉริยะอัตโนมัติเต็มรูปแบบในอนาคต การพัฒนาดังกล่าวจะต้องรวมถึงการวิจัยด้านปัจจัยมนุษย์ เพื่อให้มั่นใจถึงความสำเร็จของความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร เป้าหมายของโครงการนี้คือการมีทางหลวงอัตโนมัติเต็มรูปแบบสายแรก หรือสนามทดสอบอัตโนมัติแห่งแรกที่ใช้งานได้ภายในปี 1997 ระบบนี้จะต้องรองรับการติดตั้งอุปกรณ์ในยานยนต์ใหม่และยานยนต์ที่มีอยู่แล้ว

การขับขี่อัตโนมัติเต็มรูปแบบโดยทั่วไปหมายถึงการที่ผู้ขับขี่ไม่ต้องควบคุมหรือควบคุมเพียงเล็กน้อย การขับขี่อัตโนมัติดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้จากการผสมผสานระหว่างเซ็นเซอร์ คอมพิวเตอร์ และระบบสื่อสารในยานพาหนะและตามเส้นทางถนน ในทางทฤษฎี การขับขี่อัตโนมัติเต็มรูปแบบจะช่วยให้สามารถเว้นระยะห่างระหว่างยานพาหนะได้ใกล้กันมากขึ้นและใช้ความเร็วสูงขึ้น ซึ่งอาจช่วยเพิ่มความจุของการจราจรในสถานที่ที่การสร้างถนนเพิ่มเติมเป็นไปไม่ได้ในทางกายภาพ ไม่เป็นที่ยอมรับทางการเมือง หรือมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป การควบคุมอัตโนมัติยังอาจช่วยเพิ่มความปลอดภัยบนท้องถนนโดยลดโอกาสที่ผู้ขับขี่จะทำผิดพลาด ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดอุบัติเหตุทางรถยนต์ ประโยชน์อื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่ คุณภาพอากาศที่ดีขึ้น (อันเป็นผลมาจากการไหลเวียนของการจราจรที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น) ประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น และเทคโนโลยีต่อยอดที่เกิดขึ้นระหว่างการวิจัยและพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับระบบทางหลวงอัตโนมัติ^{[ 106 ]}

รถเก็บขยะอัตโนมัติช่วยลดความจำเป็นในการใช้คนงานจำนวนมาก รวมถึงลดปริมาณแรงงานที่จำเป็นในการให้บริการ^{[ 107 ]}

การทำงานอัตโนมัติของกระบวนการทางธุรกิจ (BPA) คือการทำงานอัตโนมัติของกระบวนการทางธุรกิจ ที่ซับซ้อน โดย ใช้เทคโนโลยี ^{[ 108 ]}สามารถช่วยปรับปรุงธุรกิจให้ง่ายขึ้น บรรลุการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลเพิ่มคุณภาพการบริการปรับปรุงการส่งมอบบริการ หรือควบคุมต้นทุน BPA ประกอบด้วยการบูรณาการแอปพลิเคชัน การปรับโครงสร้างทรัพยากรแรงงาน และการใช้แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ทั่วทั้งองค์กรการทำงานอัตโนมัติของกระบวนการด้วยหุ่นยนต์ (RPA หรือ RPAAI สำหรับ RPA 2.0 ที่ควบคุมด้วยตนเอง) เป็นสาขาใหม่ที่กำลังเกิดขึ้นภายใน BPA และใช้ AI BPA สามารถนำไปใช้ในหลายด้านของธุรกิจ รวมถึงการสรรหา การตลาด การขาย และเวิร์กโฟลว์

ระบบบ้านอัตโนมัติ (หรือเรียกว่าโดโมติกส์ ) หมายถึงแนวปฏิบัติที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ในการเพิ่มระบบอัตโนมัติให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าและคุณสมบัติต่างๆ ในบ้านพักอาศัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งทำให้สิ่งต่างๆ ที่ทำได้ยาก มีราคาแพงเกินไป หรือไม่สามารถทำได้ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การเพิ่มขึ้นของการใช้โซลูชันระบบบ้านอัตโนมัติได้เปลี่ยนไป สะท้อนให้เห็นถึงการพึ่งพาโซลูชันระบบอัตโนมัติเหล่านี้ของผู้คนเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความสะดวกสบายที่เพิ่มขึ้นจากการใช้โซลูชันระบบอัตโนมัติเหล่านี้เป็นสิ่งที่น่าทึ่ง^{[ 109 ]}

ระบบอัตโนมัติเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์และทางคลินิกหลายอย่าง^{[ 110 ]}ดังนั้น ระบบอัตโนมัติจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในห้องปฏิบัติการ ตั้งแต่ปี 1980 เป็นต้นมา ห้องปฏิบัติการอัตโนมัติเต็มรูปแบบได้เริ่มทำงานแล้ว^{[ 111 ]}อย่างไรก็ตาม ระบบอัตโนมัติยังไม่แพร่หลายในห้องปฏิบัติการเนื่องจากมีต้นทุนสูง ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงได้หากมีความสามารถในการบูรณาการอุปกรณ์ต้นทุนต่ำเข้ากับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการมาตรฐาน^{[ 112 ] [ 113 ]}เครื่องป้อนตัวอย่างอัตโนมัติเป็นอุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้ในระบบอัตโนมัติของห้องปฏิบัติการ

ระบบอัตโนมัติทางด้านโลจิสติกส์ คือการประยุกต์ใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์หรือเครื่องจักรกลอัตโนมัติเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานด้านโลจิสติกส์โดยทั่วไปแล้วจะหมายถึงการดำเนินงานภายในคลังสินค้าหรือศูนย์กระจายสินค้าในขณะที่งานที่กว้างกว่านั้นจะดำเนินการโดย ระบบ วิศวกรรมห่วงโซ่อุปทานและระบบ วางแผนทรัพยากรองค์กร

ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับการทำให้กระบวนการผลิตการควบคุมคุณภาพและการจัดการวัสดุ เป็นไป โดยอัตโนมัติเป็นหลัก ตัวควบคุมอเนกประสงค์สำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรม ได้แก่ตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้โมดูลI/O แบบสแตนด์อะโลนและคอมพิวเตอร์ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมีจุดมุ่งหมายเพื่อทดแทนการกระทำของมนุษย์และกิจกรรมการสั่งการและการตอบสนองด้วยตนเองด้วยการใช้เครื่องจักรกลและคำสั่งการเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ แนวโน้มหนึ่งคือการใช้ระบบวิชั่นของเครื่องจักร เพิ่มมากขึ้น ^{[ 114 ]}เพื่อให้การตรวจสอบอัตโนมัติและฟังก์ชันการนำทางหุ่นยนต์ อีกแนวโน้มหนึ่งคือการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของการใช้หุ่นยนต์ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเป็นสิ่งที่จำเป็นในอุตสาหกรรมต่างๆ

การเพิ่มขึ้นของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมีความเชื่อมโยงโดยตรงกับ " การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สี่ " ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันดีในชื่อ Industry 4.0 Industry 4.0 มีต้นกำเนิดมาจากประเทศเยอรมนี ครอบคลุมอุปกรณ์ แนวคิด และเครื่องจักรจำนวนมาก^{[ 115 ]}รวมถึงความก้าวหน้าของอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ ในอุตสาหกรรม (IIoT) " อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆคือการบูรณาการอย่างราบรื่นของวัตถุทางกายภาพที่หลากหลายในอินเทอร์เน็ตผ่านการแสดงผลเสมือนจริง" ^{[ 116 ]}ความก้าวหน้าใหม่เหล่านี้ดึงดูดความสนใจมาสู่โลกของระบบอัตโนมัติและแสดงให้เห็นถึงวิธีการเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพในเครื่องจักรและโรงงานผลิต Industry 4.0 ทำงานร่วมกับ IIoT และซอฟต์แวร์/ฮาร์ดแวร์เพื่อเชื่อมต่อในลักษณะที่ (ผ่านเทคโนโลยีการสื่อสาร ) เพิ่มประสิทธิภาพและปรับปรุงกระบวนการผลิต การสร้างการผลิตที่ก้าวหน้ายิ่งขึ้นเป็นไปได้แล้วด้วยเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้ มันเปิดแพลตฟอร์มการผลิตที่ดีขึ้น การนำระบบต่างๆ เช่นSCADAมาใช้เป็นตัวอย่างของซอฟต์แวร์ที่ใช้ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมในปัจจุบัน SCADA เป็นซอฟต์แวร์รวบรวมข้อมูลการกำกับดูแล ซึ่งเป็นเพียงหนึ่งในหลายๆ ซอฟต์แวร์ที่ใช้ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม^{[ 117 ]}อุตสาหกรรม 4.0 ครอบคลุมหลายด้านในการผลิต^{[ 115 ]}

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นสาขาย่อยในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่ช่วยในกระบวนการผลิตต่างๆ กระบวนการผลิตดังกล่าวรวมถึงการกลึง การเชื่อม การพ่นสี การประกอบ และการจัดการวัสดุ เป็นต้น^{[ 118 ]}หุ่นยนต์อุตสาหกรรมใช้ระบบกลไก ไฟฟ้า และซอฟต์แวร์ต่างๆ เพื่อให้ได้ความแม่นยำ ความถูกต้อง และความเร็วที่เหนือกว่าประสิทธิภาพของมนุษย์ การกำเนิดของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเกิดขึ้นไม่นานหลังสงครามโลกครั้งที่สอง เนื่องจากสหรัฐอเมริกาเห็นความจำเป็นในการหาวิธีที่รวดเร็วกว่าในการผลิตสินค้าอุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภค^{[ 119 ]}เซอร์โว ตรรกะดิจิทัล และอิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตทช่วยให้วิศวกรสร้างระบบที่ดีขึ้นและเร็วขึ้น และเมื่อเวลาผ่านไป ระบบเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงและแก้ไขจนถึงจุดที่หุ่นยนต์ตัวเดียวสามารถทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงโดยไม่ต้องบำรุงรักษาหรือบำรุงรักษาน้อยมาก ในปี พ.ศ. 2540 มีหุ่นยนต์อุตสาหกรรมใช้งานอยู่ 700,000 ตัว และจำนวนได้เพิ่มขึ้นเป็น 1.8 ล้านตัวในปี พ.ศ. 2560 ^{[ 120 ]}ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา AI ร่วมกับหุ่นยนต์ยังถูกนำมาใช้ในการสร้างโซลูชันการติดฉลากอัตโนมัติ โดยใช้แขนหุ่นยนต์เป็นเครื่องติดฉลากอัตโนมัติ และใช้ AI ในการเรียนรู้และตรวจจับผลิตภัณฑ์ที่จะติดฉลาก^{[ 121 ]}

ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้รวมเอาตัว ควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLC) เข้าไว้ในกระบวนการผลิตPLC ใช้ระบบประมวลผลที่ช่วยให้สามารถควบคุมอินพุตและเอาต์พุตได้หลากหลายโดยใช้การเขียนโปรแกรมอย่างง่าย PLC ใช้หน่วยความจำแบบโปรแกรมได้เพื่อจัดเก็บคำสั่งและฟังก์ชันต่างๆ เช่น ตรรกะ การจัดลำดับ การกำหนดเวลา การนับ เป็นต้น โดยใช้ภาษาเชิงตรรกะ PLC สามารถรับอินพุตได้หลากหลายและส่งคืนเอาต์พุตเชิงตรรกะได้หลากหลาย โดยอุปกรณ์อินพุตคือเซ็นเซอร์ และอุปกรณ์เอาต์พุตคือมอเตอร์ วาล์ว เป็นต้น PLC คล้ายกับคอมพิวเตอร์ แต่ในขณะที่คอมพิวเตอร์ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการคำนวณ PLC ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับงานควบคุมและการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม PLC ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ต้องการเพียงความรู้พื้นฐานในการเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ และสามารถรับมือกับการสั่นสะเทือน อุณหภูมิสูง ความชื้น และเสียงรบกวนได้ ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของ PLC คือความยืดหยุ่น ด้วยตัวควบคุมพื้นฐานเดียวกัน PLC สามารถทำงานกับระบบควบคุมที่แตกต่างกันได้หลากหลาย PLC ทำให้ไม่จำเป็นต้องเดินสายระบบใหม่เพื่อเปลี่ยนระบบควบคุม ความยืดหยุ่นนี้ทำให้ระบบมีต้นทุนที่คุ้มค่าสำหรับระบบควบคุมที่ซับซ้อนและหลากหลาย^{[ 122 ]}

PLC มีหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่ขนาดเล็กคล้าย "อิฐบล็อก" ที่มีอินพุต/เอาต์พุตเพียงไม่กี่สิบช่องในตัวเครื่องที่รวมเข้ากับโปรเซสเซอร์ ไปจนถึงขนาดใหญ่แบบโมดูลาร์ที่ติดตั้งบนแร็ค มีอินพุต/เอาต์พุตหลายพันช่อง และมักเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายกับระบบ PLC และ SCADA อื่นๆ

สามารถออกแบบให้รองรับการจัดเรียงอินพุตและเอาต์พุต (I/O) แบบดิจิทัลและอนาล็อกได้หลายรูปแบบ ทนต่อช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ทนต่อสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและทนต่อการสั่นสะเทือนและแรงกระแทก โดยทั่วไปแล้ว โปรแกรมควบคุมการทำงานของเครื่องจักรจะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำสำรองด้วยแบตเตอรี่หรือ หน่วยความจำ แบบ ไม่ลบเลือน

PLC ถือกำเนิดขึ้นจากอุตสาหกรรมยานยนต์ในสหรัฐอเมริกา ก่อนหน้า PLC ระบบควบคุม การจัดลำดับ และระบบล็อคความปลอดภัยสำหรับการผลิตรถยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยรีเลย์ตัวจับเวลาแบบลูกเบี้ยว ตัวจัดลำดับแบบดรัมและตัวควบคุมแบบวงปิดเฉพาะทาง เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้อาจมีจำนวนหลายร้อยหรือหลายพันตัว กระบวนการอัปเดตอุปกรณ์เหล่านี้สำหรับการเปลี่ยน รุ่นประจำปี จึงใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง เพราะช่างไฟฟ้าจำเป็นต้องเดินสายรีเลย์ใหม่ทีละตัวเพื่อเปลี่ยนลักษณะการทำงานของมัน

เมื่อคอมพิวเตอร์ดิจิทัลเริ่มใช้งานได้ เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้แบบอเนกประสงค์ จึงถูกนำไปใช้ควบคุมตรรกะแบบลำดับและแบบผสมในกระบวนการทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆ เหล่านี้ต้องการโปรแกรมเมอร์ผู้เชี่ยวชาญและการควบคุมสภาพแวดล้อมการทำงานที่เข้มงวดสำหรับอุณหภูมิ ความสะอาด และคุณภาพของพลังงาน เพื่อตอบสนองความท้าทายเหล่านี้ PLC จึงได้รับการพัฒนาขึ้นโดยมีคุณสมบัติหลักหลายประการ ได้แก่ ทนต่อสภาพแวดล้อมในโรงงาน รองรับอินพุตและเอาต์พุตแบบแยกส่วน (รูปแบบบิต) ในลักษณะที่ขยายได้ง่าย ไม่ต้องใช้เวลาฝึกอบรมหลายปีในการใช้งาน และอนุญาตให้ตรวจสอบการทำงานได้ เนื่องจากกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายอย่างมีช่วงเวลาที่สามารถจัดการได้ง่ายด้วยเวลาตอบสนองระดับมิลลิวินาที อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย ​​(เร็ว เล็ก เชื่อถือได้) จึงช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างตัวควบคุมที่เชื่อถือได้ และสามารถแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพกับความน่าเชื่อถือได้^{[ 123 ]}

ระบบอัตโนมัติที่ใช้เจ้าหน้าที่ช่วย หมายถึงระบบอัตโนมัติที่เจ้าหน้าที่ศูนย์บริการลูกค้าใช้ในการจัดการข้อสอบถามของลูกค้า ประโยชน์หลักของระบบอัตโนมัติที่ใช้เจ้าหน้าที่ช่วยคือ การปฏิบัติตามกฎระเบียบและการป้องกันข้อผิดพลาด บางครั้งเจ้าหน้าที่อาจไม่ได้รับการฝึกอบรมอย่างครบถ้วน หรืออาจลืมหรือละเลยขั้นตอนสำคัญในกระบวนการ การใช้ระบบอัตโนมัติช่วยให้มั่นใจได้ว่าสิ่งที่ควรเกิดขึ้นระหว่างการสนทนาจะเกิดขึ้นจริงทุกครั้ง มีสองประเภทพื้นฐาน ได้แก่ ระบบอัตโนมัติบนเดสก์ท็อปและโซลูชันเสียงอัตโนมัติ

หนึ่งในรูปแบบการควบคุมที่ง่ายที่สุดคือ การควบคุม แบบเปิด-ปิดตัวอย่างเช่น เทอร์โมสตัทที่ใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน ซึ่งจะเปิดหรือปิดหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า (เทอร์โมสตัทได้รับการพัฒนาขึ้นมาในตอนแรกให้เป็นกลไกควบคุมแบบป้อนกลับที่แท้จริง มากกว่าจะเป็นเทอร์โมสตัทแบบเปิด-ปิดทั่วไปที่ใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน)

การควบคุมตามลำดับ คือการดำเนินการตามลำดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโดยมักอาศัยตรรกะของระบบที่เกี่ยวข้องกับสถานะของระบบ ระบบควบคุมลิฟต์เป็นตัวอย่างหนึ่งของการควบคุมตามลำดับ

ตัวควบคุมแบบสัดส่วน-อินทิกรัล-อนุพันธ์ (PID controller) เป็นกลไกป้อนกลับแบบวงจรควบคุม ( ตัวควบคุม ) ที่ ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมอุตสาหกรรม

ในวงจรควบคุมแบบ PID ตัวควบคุมจะคำนวณค่าความคลาดเคลื่อน อย่างต่อเนื่อง โดยหาผลต่างระหว่างค่าเป้าหมาย ที่ต้องการ กับค่าตัวแปรของกระบวนการ ที่วัดได้ และทำการแก้ไขโดยอาศัย ค่า สัดส่วนค่าอินทิกรัลและ ค่า อนุพันธ์ตามลำดับ (บางครั้งใช้สัญลักษณ์P , IและD แทน ) ซึ่งเป็นที่มาของชื่อประเภทตัวควบคุมนั้นๆ ${\displaystyle e(t)}$

ความเข้าใจเชิงทฤษฎีและการประยุกต์ใช้เริ่มขึ้นในทศวรรษ 1920 และถูกนำไปใช้ในระบบควบคุมแบบอนาล็อกเกือบทั้งหมด โดยเริ่มแรกในตัวควบคุมเชิงกล จากนั้นจึงใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบแยกส่วน และในภายหลังในคอมพิวเตอร์ควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรม

การควบคุมแบบลำดับอาจเป็นการควบคุมตามลำดับที่กำหนดไว้ตายตัว หรือเป็นการควบคุมเชิงตรรกะที่จะดำเนินการต่างๆ กันไปตามสถานะต่างๆ ของระบบ ตัวอย่างของการควบคุมตามลำดับที่ปรับได้แต่โดยทั่วไปแล้วกำหนดไว้ตายตัว คือ ตัวตั้งเวลาสำหรับหัวฉีดน้ำรดสนามหญ้า

สถานะต่างๆ หมายถึงเงื่อนไขต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นในสถานการณ์การใช้งานหรือลำดับของระบบ ตัวอย่างเช่น ลิฟต์ ซึ่งใช้ตรรกะตามสถานะของระบบเพื่อดำเนินการบางอย่างเพื่อตอบสนองต่อสถานะและการป้อนข้อมูลของผู้ปฏิบัติงาน ตัวอย่างเช่น หากผู้ปฏิบัติงานกดปุ่มชั้น n ระบบจะตอบสนองโดยขึ้นอยู่กับว่าลิฟต์หยุดหรือกำลังเคลื่อนที่ ขึ้นหรือลง หรือประตูเปิดหรือปิด และเงื่อนไขอื่นๆ^{[ 126 ]}

การพัฒนาการควบคุมแบบลำดับขั้นในยุคแรกคือตรรกะรีเลย์ซึ่งรีเลย์ไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสไฟฟ้าเพื่อเริ่มหรือตัดกระแสไฟไปยังอุปกรณ์ รีเลย์ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในเครือข่ายโทรเลขก่อนที่จะพัฒนาไปใช้ควบคุมอุปกรณ์อื่นๆ เช่น การเริ่มและหยุดมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ หรือการเปิดและปิดวาล์วโซลินอยด์การใช้รีเลย์เพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมทำให้เกิดการควบคุมแบบขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์ ซึ่งการกระทำต่างๆ สามารถถูกกระตุ้นได้นอกลำดับ เพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์ภายนอก การตอบสนองเหล่านี้มีความยืดหยุ่นมากกว่าตัวจับเวลาแบบลูกเบี้ยว ที่มีลำดับเดียวที่ตายตัว ตัวอย่างที่ซับซ้อนกว่านั้นเกี่ยวข้องกับการรักษาลำดับที่ปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น การควบคุมสะพานแกว่ง ซึ่งต้องปลดสลักล็อคก่อนที่สะพานจะเคลื่อนที่ได้ และสลักล็อคจะไม่สามารถปลดได้จนกว่าประตูนิรภัยจะปิดสนิทแล้ว

ในโรงงานบางแห่ง จำนวนรีเลย์และตัวตั้งเวลาแบบลูกเบี้ยวอาจมีจำนวนหลายร้อยหรือหลายพันตัว จึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคและภาษาการเขียนโปรแกรม ในยุคแรกๆ เพื่อให้สามารถจัดการระบบเหล่านี้ได้ หนึ่งในเทคนิคแรกๆ คือ ลอจิกแบบบันได (ladder logic ) ซึ่งแผนภาพของรีเลย์ที่เชื่อมต่อกันมีลักษณะคล้ายขั้นบันได ต่อมาได้มีการออกแบบคอมพิวเตอร์พิเศษที่เรียกว่าตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ (programmable logic controllers)เพื่อทดแทนฮาร์ดแวร์เหล่านี้ด้วยหน่วยเดียวที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ง่ายกว่า

ในวงจรสตาร์ทและหยุดมอเตอร์แบบต่อสายตรงทั่วไป (เรียกว่าวงจรควบคุม ) มอเตอร์จะสตาร์ทโดยการกดปุ่ม "เริ่ม" หรือ "ทำงาน" ซึ่งจะเปิดใช้งานรีเลย์ไฟฟ้าคู่หนึ่ง รีเลย์ "ล็อคอิน" จะล็อคหน้าสัมผัสไว้ ทำให้วงจรควบคุมยังคงทำงานอยู่เมื่อปล่อยปุ่มกด (ปุ่มสตาร์ทเป็นหน้าสัมผัสแบบปกติเปิด และปุ่มหยุดเป็นหน้าสัมผัสแบบปกติปิด) รีเลย์อีกตัวหนึ่งจะจ่ายไฟให้กับสวิตช์ที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่สับสวิตช์สตาร์ทมอเตอร์ (หน้าสัมผัสสามชุดสำหรับไฟอุตสาหกรรมสามเฟส) ในวงจรไฟฟ้าหลัก มอเตอร์ขนาดใหญ่ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงและมีกระแสไฟกระชากสูง ทำให้ความเร็วเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างและตัดหน้าสัมผัส ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อบุคลากรและทรัพย์สินหากใช้สวิตช์แบบแมนนวล หน้าสัมผัส "ล็อคอิน" ในวงจรสตาร์ทและหน้าสัมผัสไฟฟ้าหลักสำหรับมอเตอร์จะถูกยึดไว้ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าของแต่ละวงจรจนกว่าจะกดปุ่ม "หยุด" หรือ "ปิด" ซึ่งจะทำให้รีเลย์ล็อคอินหยุดทำงาน^{[ 127 ]}

โดยทั่วไปแล้ว จะมีการเพิ่ม ตัวล็อกเข้าไปในวงจรควบคุม สมมติว่ามอเตอร์ในตัวอย่างนั้นกำลังขับเคลื่อนเครื่องจักรที่มีความต้องการการหล่อลื่นอย่างมาก ในกรณีนี้ สามารถเพิ่มตัวล็อกเพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มน้ำมันทำงานก่อนที่มอเตอร์จะเริ่มทำงาน ตัวจับเวลา สวิตช์จำกัด และเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว เป็นองค์ประกอบทั่วไปอื่นๆ ในวงจรควบคุม

วาล์วโซลินอยด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัดอากาศหรือของเหลวไฮดรอลิกเพื่อขับเคลื่อนแอคทูเอเตอร์ในชิ้นส่วนกลไก ในขณะที่ มอเตอร์ใช้สำหรับสร้างการเคลื่อนที่แบบหมุน อย่างต่อเนื่อง แอคทูเอเตอร์มักเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการสร้างการเคลื่อนที่แบบไม่ต่อเนื่องในช่วงจำกัดสำหรับชิ้นส่วนกลไก เช่น การเคลื่อนแขนกลต่างๆ การเปิดหรือปิดวาล์วการยกลูกกลิ้งขนาดใหญ่ การใช้แรงดันกับเครื่องอัด

คอมพิวเตอร์สามารถทำการควบคุมได้ทั้งแบบลำดับและแบบป้อนกลับ และโดยทั่วไปแล้วคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวก็สามารถทำได้ทั้งสองอย่างในงานอุตสาหกรรมตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLC) เป็น ไมโครโปรเซสเซอร์ชนิดพิเศษที่เข้ามาแทนที่ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หลายอย่าง เช่น ตัวจับเวลาและตัวจัดลำดับแบบดรัมที่ใช้ในระบบลอจิกแบบรีเลย์ คอมพิวเตอร์ควบคุมกระบวนการอเนกประสงค์ได้เข้ามาแทนที่ตัวควบคุมแบบแยกเดี่ยวมากขึ้นเรื่อยๆ โดยคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวสามารถทำงานได้เทียบเท่ากับตัวควบคุมหลายร้อยตัว คอมพิวเตอร์ควบคุมกระบวนการสามารถประมวลผลข้อมูลจากเครือข่ายของ PLC เครื่องมือวัด และตัวควบคุม เพื่อใช้การควบคุมแบบทั่วไป (เช่น PID) กับตัวแปรแต่ละตัวจำนวนมาก หรือในบางกรณี เพื่อใช้ขั้นตอนวิธี ควบคุมที่ซับซ้อน โดยใช้ข้อมูลป้อนเข้าหลายตัวและการคำนวณทางคณิตศาสตร์ นอกจากนี้ยังสามารถวิเคราะห์ข้อมูลและสร้างการแสดงผลกราฟิกแบบเรียลไทม์สำหรับผู้ปฏิบัติงาน และจัดทำรายงานสำหรับผู้ปฏิบัติงาน วิศวกร และฝ่ายบริหารได้

การควบคุมเครื่องเอทีเอ็ม (ATM) เป็นตัวอย่างของกระบวนการแบบโต้ตอบที่คอมพิวเตอร์จะทำการตอบสนองตามหลักตรรกะต่อการเลือกของผู้ใช้โดยอาศัยข้อมูลที่ดึงมาจากฐานข้อมูลเครือข่าย กระบวนการของเอทีเอ็มมีความคล้ายคลึงกับกระบวนการทำธุรกรรมออนไลน์อื่นๆ การตอบสนองเชิงตรรกะที่แตกต่างกันเรียกว่าสถานการณ์กระบวนการดังกล่าวโดยทั่วไปได้รับการออกแบบโดยใช้กรณีการใช้งานและผังงานซึ่งเป็นแนวทางในการเขียนโค้ดซอฟต์แวร์ กลไกการควบคุมแบบป้อนกลับที่เก่าแก่ที่สุดคือ นาฬิกาน้ำที่คิดค้นโดยวิศวกรชาวกรีกชื่อ Ctesibius (285–222 ปีก่อนคริสตกาล)